《土力学》教学(Ch1物理性质第一第二节土的三相组成)侍倩素材.ppt

第一章 土的物理性质 土是由固体相、液体相、气体相组成的三相体系。 固体相指土中的矿物颗粒，简称土粒。它构成土的骨架，称为土骨架。 液体相由水溶液组成，可分为强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。 气体相由空气和其它气体构成。 土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响。 第一节 概述 第二节 土的组成 第三节 土的三相比例指标 第四节 无粘性土的密实度 第五节 粘性土的物理状态 第六节 土的结构 第七节 土的击实性 第八节 土的工程分类 第九节 粘性土的物理化学性质 1.土的主要成因类型 （1）残积土—岩石风化后未被搬运而残留于原地的碎屑。 （2）坡积土—残积土被搬运到山坡或坡脚处沉积的土。 （3）洪积土—残积土和坡积土被洪水冲刷、搬运，在山沟出口、山前平原沉积形成。 （4）冲积土—被河流流水搬运，在河谷坡降平缓地带沉积的土。 （5）湖积土—在湖泊、沼泽、静水条件下沉积的土。 （6）海积土—海洋环境下沉积的土。 （7）风积土—由风力搬运形成的土。 三、土的主要特性 （1）碎散性（散体性）：颗粒之间无粘结或弱粘结，存在大量孔隙，可以透水、透气。 (2) 天然性：土是由于自然界风化作用而形成的，是天然的。 （3）多相性：土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系，三相之间质和量的变化直接影响它的工程性质。 （4）易变性：土体性质复杂，不均匀，且随时间还在不断变化。 【本章主要目的】 岩石 颗粒通常是由一种或几种原生矿物所 组成，它的成分成分与母岩的相同，颗粒一般较粗， 吸附水能力弱， 性质比较稳定，无塑性。 固相：矿物颗粒或有机质， 构成土的骨架 三相比例关系 土的 液相：水溶液 及相互作用决 组成 存在于骨架 定土的物理、 间的孔隙中 力学性质 气相：气体 一、土的固相 （一）粒组的划分 自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的，也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土，比例搭配（级配）不一样，则土的性质各异。 土粒的大小通常以粒径表示，以mm为单位。 土粒按粒径大小分为若干组别，称为粒组。粒组就是一定的粒径区段，以毫米表示。 粒度:土粒的大小称为粒度。 粒度成分：不同粒径颗粒的相对含量。 粒组：大小、性质相近的土粒合并为一组。 注解：粒组间的分界线是人为划定的； 划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相 适应；按一定的比例递减关系划分粒组的界 限值 下表给出国内常用的粒组划分方法。 粒度不同，矿物成分不同，土的工程性质也不同。 2.粒组的划分的原则 （1）符合粒径变化所引起的质的变化规律，即每个粒组的成分与性质无质的变化，具相同或相似的成分与性质； （2）与粒组的分析技术条件相适应，即不同大小的土粒可采用不同的适用方法进行分析； （3）粒组界限值力求服从简单的数学规律。 3.粒组的划分和共性 （二）颗粒大小分析试验方法 土的颗粒级配是指土中各粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示，也称为土的粒度成分。 粗粒土指以砾石和砂粒为主的土。 细粒土指以粉粒、粘粒和胶粒为主的土。 筛分法（适用于砾石类和粗粒土，d 0.075mm） 静水沉降分析法（适用于细粒土，d 0.075mm） （虹吸比重瓶法、移液管法、比重计法） 筛分法 成套筛 2.比重计法或移液管法 根据土粒在水中匀速下沉时的速度与粒径的理论关系，测得各粒组含量。 根据斯托克斯（Stokes）定律，如果能够测定土粒经过一定时间后沉降的距离，即可确定其粒径。实际上，土粒并非球体颗粒，因此用理论公式求得的粒径并非实际的土粒尺寸，是水利当量直径。 将比重计（密度计）放入搅拌好的悬液中，测记0.5、1、2、5、15、30、60、120、1440min时的密度计读数，然后根据公式或表格计算粒组含量。 （1）静水沉降分析原理：Stokes公式 式中： V —土粒的沉降速度，cm/s； d —土粒直径，mm；（等效直径） ρs—土粒密度，g/cm3； ρw—水的比重，g/cm3 ；